KR20090119727A - 전기 광학 장치, 전자 기기 및 접촉 검출 방법 - Google Patents

Abstract

터치 판정을 고정밀도로 행한다. 화소 영역에는, 접촉 검출용 용량 소자의 용량값을 검출하기 위한 센싱 회로가 복수 설치되어 있다. 제어 회로는, 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않은 기준 상태에서 검출한 1화면분의 용량값을 기준 용량 데이터로서 기억한다. 또한, 제어 회로는, 터치 입력 기능이 온인 상태에서 검출한 1화면분의 용량값을 대상 용량 데이터로서 기억한다. 제어 회로는, 기준 용량 데이터와 대상 용량 데이터의 차분 데이터를 생성하고, 차분 데이터에 기초하여 대상물이 화면에 접촉하였는지의 여부를 판정한다.

센싱 회로, 대상 용량 데이터, 기준 용량 데이터, 정전 용량 검출부, 차분 데이터

Description

전기 광학 장치, 전자 기기 및 접촉 검출 방법{ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRONIC APPARATUS, AND CONTACT DETECTION METHOD}

본 발명은, 손가락이나 펜 등의 대상물이 화면에 접촉한 것을 검출하는 전기 광학 장치, 전자 기기 및 접촉 검출 방법에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는, 터치 스크린 기능을 갖는 액정 표시 장치가 기재되어 있다. 이 액정 표시 장치는, 서로 대향하는 2개의 기판의 각각에 설치된 전극과, 전극 사이에 협지된 액정으로 형성되는 용량 소자의 용량값의 변화를 검출하여 터치의 유무를 검출한다.

[특허 문헌 1] 일본 특표 2007-510949호 공보

그런데, 액정 표시 장치에서는, 소부 등의 화질 열화를 방지하기 위해서, 액정에 교류 전압을 인가한다. 예를 들면, 공통 전극에 인가하는 공통 전위 Vcom을 기준으로 하여, 화소 전극에 인가하는 데이터 전위를 고전위로 하는 기간과 저전위로 하는 기간을 교대로 반복한다. 그러나, 이와 같이 하여 액정을 교류 구동하는 경우에 공통 전위 Vcom의 레벨이 변화되면, 이에 기인하여 용량 소자의 용량값이 변화되게 되기 때문에, 터치 판정의 정밀도가 저하되게 된다.

본 발명은, 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 터치 판정을 고정밀도로 행하는 것이 가능한 전기 광학 장치, 이것을 이용한 전자 기기, 및 접촉 검출 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 전기 광학 장치는, 화상을 표시하는 화면과, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과, 상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출부와, 상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부와, 상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호의 크기를 기준 데이터로서 기억하는 제1 기억 수단과, 접촉의 유무를 판정하는 상태에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호의 크기를 대상 데이터로서 기억하는 제2 기억 수단과, 상기 제1 기억 수단으로부터 판독한 상기 기준 데이터와 상기 제2 기억 수단으로부터 판독한 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하는 차분 데이터 생성 수단과, 상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하는 판정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서의 검출 신 호의 크기를 기준 데이터로서 기억함과 함께, 접촉의 유무를 판정하는 상태에서의 검출 신호의 크기를 대상 데이터로서 기억하고, 기준 데이터와 대상 데이터와의 차분 데이터에 기초하여, 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정할 수 있다.

또한, 전술한 전기 광학 장치에서, 제1 전극, 제2 전극, 제3 전극 및 제4 전극은, 제1 기판과 제2 기판 중 어느 한쪽의 기판 상에 모두 설치되어 있는 구성이어도 된다.

또한, 전술한 전기 광학 장치에서, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정 주기로 절환하는 구동 수단과, 상기 제1 기억 수단으로부터 판독한 상기 기준 데이터에 대응하는 상기 액정의 구동 상태와, 상기 제2 기억 수단으로부터 판독한 상기 대상 데이터에 대응하는 상기 액정의 구동 상태가 동일하게 되도록, 상기 제1 기억 수단 및 상기 제2 기억 수단에의 기입 및 판독을 제어하는 제어 수단을 더 구비하는 구성이어도 된다.

이 구성에 따르면, 터치 판정 시에 비교하는 기준 데이터와 대상 데이터에 대하여 액정의 구동 상태를 동일하게 할 수 있다. 만약, 액정의 구동 상태의 차이를 고려하지 않은 경우, 기준 데이터를 검출하였을 때의 액정의 구동 상태와, 대상 데이터를 검출하였을 때의 액정의 구동 상태가 상이하면, 공통 전위 Vcom의 레벨 변화에 기인하여 용량값이 변화되게 되기 때문에, 기준 데이터와 대상 데이터를 비교하여도 터치 판정을 정확하게 행할 수 없다. 이에 대하여, 상기 구성에 따르면, 액정의 구동 상태를 동일하게 함으로써, 액정의 구동 상태(공통 전위 Vcom의 레벨)가 상이한 것에 기인하는 용량값의 변화를 없앨 수 있다. 따라서, 터치 판정을 고정밀도로 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 전술한 전기 광학 장치에서, 상기 제어 수단은, 상기 제1 기억 수단에, 상기 제1 구동 상태에서 검출된 상기 기준 데이터와 상기 제2 구동 상태에서 검출된 상기 기준 데이터를 기억시키고, 상기 제2 기억 수단에, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태 중 어느 한쪽의 구동 상태에서 검출된 상기 대상 데이터를 기억시키고, 상기 차분 데이터 생성 수단에, 상기 제2 기억 수단으로부터 상기 한쪽의 구동 상태의 상기 대상 데이터를 판독하여 공급함과 함께, 상기 제1 기억 수단으로부터 상기 한쪽의 구동 상태에 대응하는 상기 기준 데이터를 판독하여 공급하는 구성이어도 된다.

이 경우에도, 터치 판정 시에 비교하는 기준 데이터와 대상 데이터에 대하여 액정의 구동 상태를 동일하게 할 수 있다.

또한, 전술한 전기 광학 장치에서, 상기 제어 수단은, 상기 제1 기억 수단에, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태 중 어느 한쪽의 구동 상태에서 검출된 상기 기준 데이터를 기억시키고, 상기 제2 기억 수단에, 상기 한쪽의 구동 상태에서 검출된 상기 대상 데이터를 기억시키는 구성이어도 된다.

이 경우에도, 터치 판정 시에 비교하는 기준 데이터와 대상 데이터에 대하여 액정의 구동 상태를 동일하게 할 수 있다.

또한, 전술한 전기 광학 장치에서, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정 주기로 절환하는 구동 수단과, 상기 제1 구동 상태에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호의 크기와, 상기 제2 구동 상태에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호의 크기와의 평균을 평균 데이터로서 산출하는 산출 수단을 구비하고, 상기 제1 기억 수단은, 상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서의 상기 평균 데이터를 상기 기준 데이터로서 기억하고, 상기 제2 기억 수단은, 접촉의 유무를 판정하는 상태에서의 상기 평균 데이터를 상기 대상 데이터로서 기억하는 구성이어도 된다.

이 구성에 따르면, 기준 데이터와 대상 데이터의 각각은, 제1 구동 상태에서의 검출 신호의 크기와, 제2 구동 상태에서의 검출 신호의 크기와의 평균 데이터로 된다. 이와 같이 제1 구동 상태의 경우와 제2 구동 상태의 경우의 평균을 취함으로써, 기준 데이터와 대상 데이터에는, 액정의 구동 상태(공통 전위 Vcom의 레벨)가 상이한 것에 기인하는 용량값의 변화의 영향이 동일한 정도로 반영된다. 따라서, 기준 데이터와 대상 데이터를 비교함으로써 용량값의 변화의 영향을 배제할 수 있어, 터치 판정을 고정밀도로 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 전술한 전기 광학 장치에서, 상기 산출 수단은, 인접하는 2개의 상기소정 주기의 각각에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호를 이용하여 상기 평균 데이터를 산출하는 구성이어도 된다. 또한, 전술한 전기 광학 장치에서, 상기 구동 수단은, 상기 소정 주기로서, 프레임 주기 또는 필드 주기의 자연수배로, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태를 절환하는 구성이어도 된다.

또한, 본 발명에 따른 전자 기기는, 전술한 어느 한쪽의 전기 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 전자 기기에는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화기, 휴대 정보 단말기, 자동 판매기 등이 해당한다.

또한, 본 발명에 따른 접촉 검출 방법은, 화상을 표시하는 화면과, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과, 상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출부와, 상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부를 구비하는 전기 광학 장치에서, 상기 정전 용량 검출부를 이용하여 상기 화면에 대상물이 접촉한 것을 검출하는 접촉 검출 방법으로서, 상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 기준 데이터로서 기억하고, 접촉의 유무를 판정하는 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 대상 데이터로서 기억하고, 상기 기준 데이터와 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하고, 상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 접촉 검출 방법은, 화상을 표시하는 화면과, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과, 상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출부와, 상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부와, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정 주기로 절환하는 구동 수단을 구비하는 전기 광학 장치에서, 상기 정전 용량 검출부를 이용하여 상기 화면에 대상물이 접촉한 것을 검출하는 접촉 검출 방법으로서, 상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 기준 데이터로서 취득하고, 상기 제1 구동 상태에서 취득된 상기 기준 데이터와 상기 제2 구동 상태에서 취득된 상기 기준 데이터를 기억하고, 접촉의 유무를 판정하는 상태에서, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태 중 어느 한쪽의 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 대상 데이터로서 취득하여 기억하고, 상기 한쪽의 구동 상태의 상기 대상 데이터를 판독하고, 상기 한쪽의 구동 상태에 대응하는 상기 기준 데이터를 판독하고, 판독한 상기 기준 데이터와 판독한 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하고, 상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하 는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 접촉 검출 방법은, 화상을 표시하는 화면과, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과, 상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출부와, 상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부와, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정 주기로 절환하는 구동 수단을 구비하는 전기 광학 장치에서, 상기 정전 용량 검출부를 이용하여 상기 화면에 대상물이 접촉한 것을 검출하는 접촉 검출 방법으로서, 상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태 중 어느 한쪽의 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 기준 데이터로서 취득하여 기억하고, 접촉의 유무를 판정하는 상태에서, 상기 한쪽의 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 대상 데이터로서 취득하여 기억하고, 상기 기준 데이터와 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하고, 상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 접촉 검출 방법은, 화상을 표시하는 화면과, 서로 대 향하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과, 상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출부와, 상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부와, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정 주기로 절환하는 구동 수단을 구비하는 전기 광학 장치에서, 상기 정전 용량 검출부를 이용하여 상기 화면에 대상물이 접촉한 것을 검출하는 접촉 검출 방법으로서, 상기 제1 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기와, 상기 제2 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기와의 평균을 평균 데이터로서 산출하고, 상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서의 상기 평균 데이터를 기준 데이터로서 기억하고, 접촉의 유무를 검출하는 상태에서의 상기 평균 데이터를 대상 데이터로서 기억하고, 상기 기준 데이터와 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하고, 상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 한다.

<A : 제1 실시 형태>

도 1은 제1 실시 형태에 따른 전기 광학 장치(10)의 구성을 도시하는 블록도 이다.

전기 광학 장치(10)는, 화소 영역(100)과, 주사선 구동 회로(20)와, 데이터선 구동 회로(30)와, 검출 회로(40)와, 제어 회로(200)와, 화상 처리 회로(300)와, Vcom 검출 회로(400)를 구비한다. 화소 영역(100)에는, X방향으로 연장되는 m개의 주사선(102)과, Y방향으로 연장되는 n개의 데이터선(104)이 설치되어 있다(m과 n은 모두 2 이상의 자연수). 각 화소 회로 P는, 주사선(102)과 데이터선(104)의 교차에 대응하는 위치에 배치된다. 따라서, 이들 화소 회로 P는 m행×n열의 매트릭스 형상으로 배열된다. 또한, 도시를 생략하고 있지만 화소 영역(100)의 배면에는 백라이트가 설치되어 있고, 이 백라이트로부터의 광이 화소 영역(100)의 배면측으로부터 각 화소 회로 P를 통하여 출사된다.

제어 회로(200)는, Y전송 개시 펄스 DY 및 Y클럭 신호 YCK를 생성하여 주사선 구동 회로(20)에 공급한다. 주사선 구동 회로(20)는, m개의 주사선(102)의 각각에 주사 신호 Gi(i=1∼m)를 출력하고, 각 주사선(102)을 순차적으로 선택한다. 예를 들면, 1행째의 주사선(102)에 출력되는 주사 신호 G1은, 1수직 주사 기간(1F)의 최초의 타이밍으로부터 1수평 주사 기간(1H)에 상당하는 폭을 갖는 펄스이다. 이후, 이 펄스를 1H씩 순차적으로 시프트한 것이, 2행째∼m행째의 주사선(102)의 각각에 주사 신호 G2∼Gn으로서 출력된다.

제어 회로(200)는, X전송 개시 펄스 DX, X클럭 신호 XCK 및 극성 신호 Sf를 생성하여 데이터선 구동 회로(30)에 공급한다. 또한, 화상 처리 회로(300)는, 입력 화상 데이터 Din에 화상 처리를 실시하여 출력 화상 데이터 Dout를 생성하고, 데이터선 구동 회로(30)에 공급한다. 데이터선 구동 회로(30)는, 주사선 구동 회로(20)가 선택한 주사선(102)에 대응하는 1행분의 화소 회로 P의 각각에 대하여, 표시할 계조에 따른 크기의 데이터 전위 VDj(j=1∼n)를 공급한다.

또한, 극성 신호 Sf는, 액정에 인가하는 전압의 극성을 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 액정에 인가하는 전압의 극성을 1프레임마다 반전시킨다. 구체적으로는, 공통 전극에 인가하는 공통 전위 Vcom을 기준으로 하여, 화소 전극에 인가하는 데이터 전위 VD를 고전위로 하는 기간과 저전위로 하는 기간을 1프레임마다 교대로 반복한다. 또한, 극성 신호 Sf는 도시하지 않은 전원 회로에 공급된다. 전원 회로는, 극성 신호 Sf에 동기하여 1프레임마다 로우 레벨과 하이 레벨이 반전하는 공통 전위 Vcom을 생성하여, 공통 전극에 공급한다.

Vcom 검출 회로(400)는, 공통 전극의 전위가 하이 레벨인지 로우 레벨인지를 검출하고, 검출 결과를 검출 신호 Vdet로서 제어 회로(200)에 출력한다. 또한, 공통 전극에 공급되는 공통 전위 Vcom은 극성 신호 Sf에 기초하여 생성되므로, 검출 신호 Vdet 대신에 극성 신호 Sf를 이용하여도 된다. 즉, 극성 신호 Sf를 이용함으로써 Vcom 검출 회로(400)를 생략하는 것이 가능하다. 단, 공통 전극에는 큰 기생 용량이 부수되므로, 전원 회로가 공통 전위 Vcom을 반전시키도록 동작하여도, 실제로 공통 전위 Vcom의 전위가 반전될 때까지는 시간을 요한다. 따라서, Vcom 검출 회로(400)를 이용함으로써, 제어 회로(200)는 정확하게 공통 전위 Vcom의 레벨을 검지할 수 있다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 각 화소 회로 P는, 액정 소자(50)와 트랜지 스터(51)를 구비한다. 액정 소자(50)는, 화소 전극(53) 및 공통 전극(55)과, 양자간에서 발생하는 전계가 인가되는 액정(57)으로 구성된다. 공통 전극(55)에는 공통 전위 Vcom이 공급된다. 상세에 대해서는 후술하지만, 본 실시 형태에서는, 화소 전극(53)과 공통 전극(55) 사이에 발생하는 가로 방향의 전계에 의해 액정(57)의 배향을 제어하는 횡전계 방식을 채용하고 있다. 트랜지스터(51)는, N채널형의 TFT(Thin Film Transistor)로 구성되고, 화소 전극(53)과 데이터선(104) 사이에 개재되어 양자간의 도통을 제어한다. 트랜지스터(51)의 게이트는 주사선(102)에 접속된다. 따라서 i행째의 주사선(102)이 선택되면，i행째의 각 화소 회로 P의 트랜지스터(51)가 온 상태로 되고, 이들 각 화소 회로 P의 화소 전극(53)에는 데이터선(104)을 통하여 데이터 전위 VD가 공급된다. 이에 의해 화소 전극(53)과 공통 전극(55) 사이에 전압(=VD-Vcom)이 인가된다. 이 전압은 일정 기간 유지되며, 액정(57)은 인가되는 전압에 따라서 분자 집합의 배향이나 질서가 변화된다. 따라서, 액정 소자(50)의 투과율(백라이트로부터 조사되는 광 중 관찰측에 투과하는 광량의 비율)을 화소 회로 P마다 제어할 수 있어, 광 변조에 의한 계조 표시가 가능하게 된다.

또한, 도 1에 도시하는 부호 「R」, 「G」, 「B」는, 각 화소 회로 P의 표시색을 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 「R」, 「G」, 「B」의 각 색을 표시색으로 하는 3개의 화소 회로 P가 1개의 조 C를 구성하고, 이 1개의 조 C마다 1개의 센싱 회로(60)가 설치되어 있다. 즉, 화소 영역(100)에는, 전부해서 m×n/3개의 센싱 회로(60)가 설치되어 있다. 각 센싱 회로(60)는, 후술하는 접촉 검출용 용량 소자 의 용량값에 따른 크기의 검출 신호 T를 출력한다. 검출 회로(40)는, 각 센싱 회로(60)로부터 출력된 검출 신호 T를 신호 처리하여, 1화면분의 m×n/3개의 용량값을 얻는다. 또한, 검출 회로(40)는, 이와 같이 하여 얻어진 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 제어 회로(200)에 출력한다.

도 2는 센싱 회로(60)의 구성을 도시하는 회로도이다.

센싱 회로(60)는, 리세트 트랜지스터(61)와, 증폭 트랜지스터(62)와, 선택 트랜지스터(63)와, 기준 용량 소자 Cr과, 접촉 검출용 용량 소자 Cl을 구비한다. 리세트 트랜지스터(61)의 게이트에는, 제1 제어선(72)을 통하여 리세트 신호 RES가 공급된다. 리세트 트랜지스터(61)의 드레인은 전원선(70)에 접속되고, 그 소스는 증폭 트랜지스터(62)의 게이트와 접속된다. 또한, 전원선(70)에는 전원 전위 VRH가 공급된다. 증폭 트랜지스터(62)의 드레인은 전원선(70)에 접속되고, 그 소스는 선택 트랜지스터(63)의 드레인에 접속된다. 선택 트랜지스터(63)의 소스는 검출 선(74)에 접속되고, 그 게이트에는 제2 제어선(76)을 통하여 선택 신호 SEL이 공급된다. 증폭 트랜지스터(62)의 게이트와 제1 제어선(72) 사이에는, 기준 용량 소자 Cr이 구비된다. 또한, 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 제1 전극(64)에는 공통 전위 Vcom이 공급되고, 제2 전극(65)은 증폭 트랜지스터(62)의 게이트에 접속된다.

이 센싱 회로(60)의 동작에 대해서 도 3∼도 6을 참조하여 설명한다.

센싱 회로(60)는, 리세트 기간 Tres, 센싱 기간 Tsen, 및 판독 기간 Tout를 1단위로 하여 동작한다. 리세트 신호 RES 및 선택 신호 SEL은, 검출 회로(40)에 의해 생성된다. 우선, 리세트 기간 Tres에서는, 리세트 신호 RES의 레벨이 VD로 되어, 리세트 트랜지스터(61)가 온 상태로 된다. 그렇게 하면, 도 4에 도시한 바와 같이 증폭 트랜지스터(62)의 게이트의 전위 VA가 전원 전위 VRH로 리세트된다. 또한, 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 제2 전극(65)에도 전원 전위 VRH가 공급되기 때문에, 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 제1 전극(64)과 제2 전극(65) 사이의 전압은 VRH-Vcom으로 된다.

다음으로, 센싱 기간 Tsen에서는, 리세트 신호 RES의 레벨이 VD로부터 GND(=0V)로 변화한다. 따라서, 도 5에 도시한 바와 같이 리세트 트랜지스터(61)와 선택 트랜지스터(63)가 모두 오프 상태로 된다. 제1 제어선(72)은 기준 용량 소자 Cr의 한쪽의 전극과 접속되어 있으므로, 기준 용량 소자 Cr은 커플링 용량으로서 기능하고, 리세트 신호 RES의 레벨이 변화하면 증폭 트랜지스터(62)의 게이트 전위 VA가 변화한다. 이 때의 게이트 전위 VA의 변화량은, 기준 용량 소자 Cr과 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량비에 따른 값으로 된다. 또한, 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값은, 손가락이나 터치펜 등의 대상물이 화면에 접촉하면 변화한다.

여기서, 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않은 상태에서의 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값을 Clc, 대상물이 화면에 접촉하고 있는 상태에서의 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값의 변화량을 ΔClc, 기준 용량 소자 Cr의 용량값을 Cref, 제1 제어선(72)의 전위 변화를 ΔV(=VD)로 하면, 대상물이 화면에 접촉하였을 때의 증폭 트랜지스터(62)의 게이트 전위 VA의 변화량 ΔVA는, 수학식 1로 주어진다(단, 기생 용량은 무시하고 있음). 따라서, 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량 변화를 증폭 트랜지스터(62)의 게이트 전위 VA에 반영시킬 수 있다.

다음으로, 판독 기간 Tout에서는, 선택 신호 SEL이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화한다. 그렇게 하면, 도 6에 도시한 바와 같이 선택 트랜지스터(63)가 온 상태로 된다. 이에 의해 증폭 트랜지스터(62)의 게이트의 전위 VA에 따른 크기의 검출 전류 It가 검출선(74)에 흐른다. 이 검출 전류 It가 검출 신호 T로서 검출 회로(40)에 출력된다. 따라서, 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않은 경우에 출력되는 검출 전류 It의 값과, 대상물이 화면에 접촉하고 있는 경우에 출력되는 검출 전류 It의 값은 상이하다. 또한, 대상물이 화면에 접촉하였을 때의 게이트 전위 VA의 변화량 ΔVA가 큰수록, 비접촉 시에서의 검출 전류 It의 값과 접촉 시에서의 검출 전류 It의 값의 차가 커지게 되어, 센싱 회로(60)의 검출 감도가 높아진다.

도 7은 화소 회로 P와 센싱 회로(60)의 구체적인 구조를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 8은 도 7에 도시하는 A-A'선으로부터 본 단면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 센싱 회로(60)는, 접촉용 용량 소자 Cl을 구성하는 제1 전극(64) 및 제2 전극(65)과, 증폭 트랜지스터(62) 등의 회로 소자가 구비되는 회로부(66)로 이루어진다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 서로 대향하는 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 액정(57)이 협지되고, 액정 분자는 그 장축 방향이 기판과 평행한 방향으로 되도록 배열된다. 또한, 제1 기판(11) 중 제2 기판(12)과의 대향면 상에는, 센싱 회로(60)에 포함되는 증폭 트랜지스터(62)가 형성된다. 이 증폭 트랜지스터(62)는, 반도체 재료에 의해 형성된 반도체층(111)과, 반도체층(111)을 덮는 게이트 절연층 Fa0을 사이에 두고 반도체층(111)에 대향하는 게이트 전극(113)을 포함한다. 게이트 전극(113)은 제1 절연층 Fa1로 덮여진다. 또한, 증폭 트랜지스터(62)의 드레인 전극(115) 및 소스 전극(117)은, 제1 절연층 Fa1의 면 상에 형성됨과 함께 컨택트홀 CH1을 통하여 반도체층(111)에 도통한다. 또한, 드레인 전극(115) 및 소스 전극(117)은, 제2 절연층 Fa2에 의해 덮여진다.

게이트 절연층 Fa0의 면 상에는 게이트 전극(113)과 전기적으로 접속된 게이트 배선(114)이 형성된다. 게이트 전극(113)과 게이트 배선(114)은, 게이트 절연층 Fa0의 전역에 걸쳐 연속적으로 형성된 도전막(예를 들면 알루미늄의 박막)의 패터닝에 의해 동일한 공정에서 일괄적으로 형성된다. 또한, 게이트 전극(113)과 게이트 배선(114)의 관계와 같이, 복수의 요소가 공통의 막체(단층인지 복수층인지는 불문)의 선택적인 제거에 의해 동일한 공정에서 형성되는 것을 이하에서는 간단히 「동층으로 형성된다」라고 기재한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 게이트 배선(114)은 제1 절연층 Fa1에 의해 덮여진다. 제1 절연층 Fa1의 면 상에는, 데이터선(104)과 도전층(116)이 형성된다. 데이터선(104)과 도전층(116)은 동층으로 형성된다. 도전층(116)은, 컨택트홀 CH2를 통하여 게이트 배선(114)에 도통한다. 또한, 데이터선(104) 및 도전층(116)은, 제2 절연층 Fa2에 의해 덮여진다. 제2 절연층 Fa2은, 또한 제3 절연층 Fa3에 의해 덮여진다.

제3 절연층 Fa3의 면 상에는, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 복수 형성된다. 제1 전극(64)과 제2 전극(65)은 동층으로 형성된다. 또한, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)은, 도전성의 재료로 구성된다. 각 제2 전극(65)은 컨택트홀 CH3을 통하여 도전층(116)과 도통한다. 즉, 각 제2 전극(65)은, 도전층(116)과 게이트 배선(114)을 통하여 증폭 트랜지스터(62)의 게이트 전극(113)과 접속된다. 제1 전극(64)과 제2 전극(65) 사이에 전압(=VRH-Vcom)이 인가되면, 제1 전극(64)과 제2 전극(65) 사이에는, 기판과 거의 평행한 방향(가로 방향)의 전계가 발생한다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 전극(64) 및 제2 전극(65)과, 양자간에서 발생하는 전계가 인가되는 액정(57)으로 용량 Clm이 복수 구성된다. 이들 복수의 용량 Clm로, 도 2에 도시한 접촉 검출용 용량 소자 Cl이 구성된다.

또한, 도 8에는 도시하고 있지 않지만, 제3 절연층 Fa의 면 상에는, 각 화소 회로 P를 구성하는 화소 전극(53)과 공통 전극(55)이 형성된다. 화소 전극(53)과 공통 전극(55)은 동층으로 형성되고, 양자간에서 발생하는, 기판에 거의 평행한 방향(가로 방향)의 전계에 의해 액정(57)의 배향이 제어된다. 또한, 각 화소 회로 P에서의 트랜지스터(51)는, 센싱 회로(60)에서의 증폭 트랜지스터(62)와 동일한 제조 프로세스에서 형성된다. 트랜지스터(51)의 소스는, 도 7에 도시한 컨택트홀 CH4를 통하여 화소 전극(53)과 도통한다.

다음으로, 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값의 변화에 대하여 설명한다.

손가락이나 터치펜 등의 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않은 상태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이 제1 기판(11)과 제2 기판(12)은 평행하다. 이에 대하여, 도 9에 도시한 바와 같이 대상물이 화면에 접촉하면, 제2 기판(12)이 휘어, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 거리가 작아진다. 이에 의해, 기판 사이에 협지된 액 정(57)의 배향이 흐트러져, 용량 Clm의 용량값이 변화한다(즉, 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값이 변화한다).

전술한 수학식 1로부터도 명백해지는 바와 같이, 비접촉 시와 접촉 시의 용량값의 변화량 ΔClc가 클수록, 증폭 트랜지스터(62)의 게이트 전위 VA의 변화량 ΔVA가 커지게 되어, 센싱 회로(60)의 검출 감도가 높아진다. 접촉 시와 비접촉 시의 용량값의 변화량 ΔClc를 크게 하기 위한 파라미터의 하나로서 제1 전극(64)과 제2 전극(65) 사이의 거리 d가 있고, 센싱 회로(60)의 검출 감도를 최대로 하는 거리 d의 값이 존재한다. 그런데, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 각각에 전극이 설치되는 구성에서는, 전극간의 거리는, 서로 대향하는 기판간의 거리, 즉 셀 갭량에 상당한다. 여기서, 셀 갭량은, 전기 광학 장치(10)의 표시 특성에 의해 정해지는 값이므로 자유롭게 변경할 수 없다. 따라서, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 각각에 전극이 설치되는 구성에서는, 센싱 회로(60)의 검출 감도가 최대로 되도록 하는 전극간의 거리를 설정하는 것이 곤란하다. 즉, 표시 특성을 우선하면 검출 감도가 저하되고, 검출 감도를 우선하면 표시 특성이 최적으로 되지 않는다.

이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 접촉 검출용 용량 소자 Cl을 구성하는 제1 전극(64)과 제2 전극(65)을，모두 제1 기판(11) 중 제2 기판(12)과의 대향면측에 설치하고 있다. 따라서, 제1 전극(64)과 제2 전극(65) 사이의 거리 d를, 셀 갭량과는 무관하게 센싱 회로(60)의 검출 감도가 최대로 되는 값으로 설정할 수 있다. 즉, 표시 특성이 최적으로 되도록 셀 갭량을 설정하는 한편, 이것과는 무관하게 제1 전극(64)과 제2 전극(65) 사이의 거리 d를 설정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태 에서, 액정 분자는, 그 장축 방향이 기판과 평행한 방향으로 되도록 배열되기 때문에, 액정 분자의 장축 방향이 기판과 수직한 방향으로 되도록 배열되는 경우에 비해, 화면 압압 후의 액정 분자의 배향의 되돌아감이 빠르다.

다시 도 7을 참조하여 설명을 계속한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)의 각각은, 빗살 형상으로 형성되어 서로 맞물리도록 배치되어 있다. 이에 의해, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)의 양방을 사각형으로 형성하여 서로 이격시키는 구성에 비해, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 서로 근접하는 부분을 보다 많이 확보할 수 있다. 즉, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)의 양방이 사각형으로 형성되는 구성에 비해, 전계가 인가되는 면적이 크다. 따라서, 액정 분자의 배향이 변화되기 쉬워지므로, 접촉 시와 비접촉 시의 용량값의 변화량 ΔClc를 크게 할 수 있어, 센싱 회로(60)의 검출 감도를 높일 수 있다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 센싱 회로(60)에서의 제1 전극(64)과, 화소 회로 P에서의 공통 전극(55)은 동층으로 형성된다. 또한, 센싱 회로(60)에서의 제2 전극(65)과, 화소 회로 P에서의 화소 전극(53)은 동층으로 형성된다. 따라서, 센싱 회로(60)와 화소 회로 P를 동일한 제조 프로세스에서 동시에 제조할 수 있기 때문에, 액정 패널의 제조가 용이해진다. 또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 전극(64)과 공통 전극(55)은 연속적으로 형성되며, 모두 공통 전위 Vcom이 공급된다. 따라서, 제1 전극(64)과 공통 전극(55)의 각각에 별개의 전위를 공급할 필요가 없다.

도 10은 화상을 표시하는 경우의 전기 광학 장치(10)의 동작을 나타내는 타 이밍차트이다. 또한, 본 실시 형태에서는 V 반전 방식을 이용하여 액정을 교류 구동하는 경우에 대하여 설명한다. 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 프레임 기간 F1의 i번째의 수평 주사 기간 Hi에서 주사 신호 Gi가 하이 레벨로 된다. 그렇게 하면, 화소 회로 P(i, j)의 트랜지스터(51)가 온 상태로 되어, 화소 전극(53)에는 j열째의 데이터선(104)을 통하여 데이터 전위 VDj(4V)가 인가된다. 또한, 제1 프레임 기간 F1에서는, 화소 회로 P(i, j)를 포함하는 모든 화소 회로 P의 공통 전극(55)에, 공통 전위 Vcom의 로우 레벨(GND)이 인가된다. 따라서, 제1 프레임 기간 F1에서는, 공통 전극(55)의 전위(GND)를 기준으로 하였을 때, 화소 전극(53)의 전위(4V)가 고전위로 된다. 또한, 화소 회로 P(i, j)의 화소 전극(53)과 공통 전극(55) 사이에는 4V의 전압이 인가된다.

그런데, 다음의 프레임에서도 동일한 색을 표시하는 경우, 화소 회로 P(i, j)의 화소 전극(53)과 공통 전극(55) 사이에는 4V의 전압을 인가할 필요가 있다. 또한, 다음 프레임에서는, 화소 회로 P(i, j)의 액정(57)에 인가하는 전압의 극성을 반전시킬 필요가 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 프레임 기간 F1에 계속되는 제2 프레임 기간 F2에서는, 화소 회로 P(i, j)를 포함하는 모든 화소 회로 P의 공통 전극(55)에, 공통 전위 Vcom의 하이 레벨(2V)이 인가된다. 따라서, 제2 프레임 기간 F2의 i번째의 수평 주사 기간 Hi에서 주사 신호 Gi가 하이 레벨로 되면, 화소 회로 P(i, j)의 화소 전극(53)에는, 데이터 전위 VDj로서 -2V가 인가된다.

여기서, 액정(57)에 인가되는 전압의 극성을, 화소 전극(53)의 전위가 공통 전극(55)의 전위보다도 고전위로 되는 경우를 「정극성」, 화소 전극(53)의 전위가 공통 전극(55)의 전위보다도 저전위로 되는 경우를 「부극성」이라고 하면, 화소 회로 P(i, j)의 액정(57)에 인가되는 전압의 극성은, 도 11에 도시한 바와 같이, 홀수 프레임의 경우에 정극성(+), 짝수 프레임의 경우에 부극성(-)으로 된다. 또한，V 반전 방식에서는, 동일 프레임에서의 모든 화소 회로 P에서 액정(57)에 인가되는 전압의 극성이 공통되고, 인접하는 프레임간에서 인가 전압의 극성이 반전된다.

도 12는 1화면분의 용량값을 검출하는 기간을 나타내는 타이밍차트이다.

제어 회로(200)는, 검출 회로(40)를 통하여 각 센싱 회로(60)를 구동하여, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)과, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출할 수 있다. 여기서, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값을 검출하는 기간은, 도 12에 도시한 기간 Ts(+)로 된다. 즉, 프레임 동기 신호가 하강하는 타이밍에서 공통 전위 Vcom이 로우 레벨이다라고 검출하고 나서, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨로 절환되기 직전까지의 기간이다. 또한, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면분의 용량값을 검출하는 기간은, 도 12에 도시한 기간 Ts(-)로 된다. 즉, 프레임 동기 신호가 하강하는 타이밍에서 공통 전위 Vcom이 하이 레벨이다라고 검출하고 나서, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨로 절환되기 직전까지의 기간이다.

또한, 제어 회로(200)는, Vcom 검출 회로(400)로부터 출력되는 검출 신호 Vdet에 기초하여, 프레임 동기 신호가 하강하는 타이밍에서, 공통 전극(55)에 인가 되어 있는 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인지, 로우 레벨인지를 검출한다.

다음으로, 터치 판정에 관련되는 전기 광학 장치(10)의 동작에 대하여 설명한다.

도 13의 (a)에 도시하는 초기화 처리가 개시되면, 우선, 제어 회로(200)는, 검출 회로(40) 및 각 센싱 회로(60)를 제어하여, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨(GND)인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 제1 기준 용량 데이터로서 제어 회로(200) 내에 설치된 제1 기억부(도시 생략)에 기억한다(스텝 S101). 또한, 스텝 S101에서는, 도 12에 도시한 홀수 프레임 중의 기간 Ts(+)에서 1화면분의 용량값을 검출하게 된다.

이 스텝 S101의 처리에 대하여 구체적으로 설명하면, 우선, 제어 회로(200)는, 프레임 동기 신호가 하강하는 타이밍에서, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인지 로우 레벨인지를 검출한다. 그리고, 제어 회로(200)는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨이라고 검출한 경우에, 검출 개시 신호를 검출 회로(40)에 출력한다. 검출 회로(40)는, 검출 개시 신호를 수신하면, 리세트 신호 RES나 선택 신호 SEL을 생성하여 각 센싱 회로(60)에 공급하고, 이에 의해 각 센싱 회로(60)에 리세트 동작, 센싱 동작, 및 판독 동작을 순차적으로 행하게 한다. 그 결과, 각 센싱 회로(60)로부터 검출 신호 T(검출 전류 It)가 출력된다. 이 검출 신호 T는, 제1 전극(64) 및 제2 전극(65)과, 양자간에서 발생하는 전계가 인가되는 액정(57)으로 형성되는 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값에 따른 신호 레벨을 갖는다. 검출 회로(40)는, 각 센싱 회로(60)로부터 출력된 검출 신호 T를 신호 처리하여, 전부해서 m×n/3개 의 용량값을 얻는다. 또한, 검출 회로(40)는, 이와 같이 하여 얻어진 m×n/3개의 용량값을 1화면분의 용량값으로서 제어 회로(200)에 출력한다. 그리고, 제어 회로(200)는, 검출 회로(40)로부터 공급된 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 제1 기준 용량 데이터로서 제1 기억부에 기억한다.

다음으로, 제어 회로(200)는, 검출 회로(40) 및 각 센싱 회로(60)를 제어하여, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨(2V)인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 제2 기준 용량 데이터로서 제1 기억부에 기억한다(스텝 S102). 또한, 스텝 S102에서는, 도 12에 도시한 짝수 프레임 중의 기간 Ts(-)에서 1화면분의 용량값을 검출하게 된다. 이 스텝 S102의 처리에 대하여 구체적으로 설명하면, 우선, 제어 회로(200)는, 프레임 동기 신호가 하강하는 타이밍에서, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인지 로우 레벨인지를 검출하고, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨이라고 검출한 경우에, 검출 개시 신호를 검출 회로(40)에 출력한다. 이후, 검출 회로(40)에서 1화면분의 용량값을 출력할 때까지의 처리는, 전술한 스텝 S101과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 제어 회로(200)는, 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출 회로(40)로부터 얻으면, 이것을 제2 기준 용량 데이터로서 제1 기억부에 기억한다.

또한, 제1 기억부에 기억된 제1 기준 용량 데이터(Vcom=Low)와 제2 기준 용량 데이터(Vcom=Hi)가, 터치 판정을 행할 때에 비교의 기준으로 되는 1화면분의 용량값으로 된다. 또한，이상 설명한 초기화 처리는, 예를 들면, 전기 광학 장치(10)의 전원 투입 시나, 초기화 처리의 개시를 지시하는 버튼 조작이 유저에 의 해 행하였을 때, 혹은 표시 화상이 절환될 때, 소정의 시간 간격마다 실행된다. 그리고, 이 초기화 처리에 의해, 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않은 기준 상태에서 검출된 제1 기준 용량 데이터(Vcom=Low)와 제2 기준 용량 데이터(Vcom=Hi)가 제1 기억부에 기억된다.

다음으로, 도 13의 (b)에 도시하는 터치 판정 처리는, 터치 입력 기능이 온인 상태, 즉 손가락이나 터치펜에 의한 터치 입력을 접수하는 기간에서 정기적으로 실행된다. 이 터치 판정 처리가 개시되면, 우선, 제어 회로(200)는, 프레임 동기 신호가 하강하는 타이밍에서, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인지의 여부를 판정한다(스텝 S201). 제어 회로(200)는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨이라고 판정하면(스텝 S201:예), 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 제1 대상 용량 데이터로서 제어 회로(200) 내에 설치된 제2 기억부(도시 생략)에 기억한다(스텝 S202). 이 스텝 S202의 처리에 의해, 터치 입력 기능이 온인 상태에서 검출된 1화면분의 용량값(Vcom=Low)이 제1 대상 용량 데이터로서 제2 기억부에 기억된다.

다음으로, 제어 회로(200)는, 제1 기억부로부터 제1 기준 용량 데이터를 판독하고, 스텝 S202에서 검출된 제1 대상 용량 데이터와의 차분을 산출한다(스텝 S203). 제1 기준 용량 데이터와 제1 대상 용량 데이터는，모두 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우에 검출된 1화면분의 용량값(m×n/3개)이다. 차분 데이터를 산출할 때에는, 1화면분의 용량값에 대하여, 동일한 센싱 회로(60)에서 검출된 용량값끼리가 비교되고, 전부해서 m×n/3개의 차분 데이터가 산출된다.

한편, 제어 회로(200)는, 스텝 S201에서 공통 전위 Vcom이 로우 레벨이 아니라고 판정한 경우(스텝 S201:아니오), 즉 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우에는, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 제2 대상 용량 데이터로서 제2 기억부에 기억한다(스텝 S204). 이 스텝 S204의 처리에 의해, 터치 입력 기능이 온인 상태에서 검출된 1화면분의 용량값(Vcom=Hi)이 제2 대상 용량 데이터로서 제2 기억부에 기억된다.

다음으로, 제어 회로(200)는, 제1 기억부로부터 제2 기준 용량 데이터를 판독하고, 스텝 S204에서 검출된 제2 대상 용량 데이터와의 차분을 산출한다(스텝 S205). 제2 기준 용량 데이터와 제2 대상 용량 데이터는，모두 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우에 검출된 1화면분의 용량값(m×n/3개)이다. 차분 데이터를 산출할 때에는, 1화면분의 용량값에 대하여, 동일한 센싱 회로(60)에서 검출된 용량값끼리가 비교되고, 전부해서 m×n/3개의 차분 데이터가 산출된다.

이 후, 제어 회로(200)는, 산출한 차분 데이터(m×n/3개)의 각각을 미리 정해진 터치 판정용의 임계값과 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 손가락이나 터치펜 등의 대상물이 화면에 접촉하였는지의 여부를 판정한다(스텝 S206). 예를 들면, 제어 회로(200)는, 임계값을 초과하는 차분 데이터의 개수를 계수하고, 계수값이 소정값 이상인 경우에 터치가 있다고 판정하는 한편，합계 수치가 소정값 미만인 경우에 터치가 없다고 판정한다. 또한, 화면에 대한 손가락이나 터치펜의 접촉 면적과, 화면에서의 센싱 회로(60)의 배열 밀도로부터, 임계값을 초과하는 차분 데이터의 개수에 대하여 상한값과 하한값을 정해 두고, 전술한 합계 수치가 상한값과 하한값에 의해 정해지는 범위 내의 값인 경우에 터치가 있다고 판정하는 한편，합계 수치가 전술한 범위 내의 값이 아닌 경우에 터치가 없다고 판정하여도 된다.

도 13의 (a)에 도시한 초기화 처리는, 예를 들면, 표시 화상이 절환되어, 도 14의 좌측에 도시한 바와 같이 버튼 「A」와 버튼 「B」가 화면에 표시된 단계에서 실행된다. 이 단계에서는 손가락이나 터치펜 등의 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않다. 이에 의해 제1 기준 용량 데이터(Vcom=Low)와 제2 기준 용량 데이터(Vcom=Hi)가 검출되어 제1 기억부에 기억된다. 이 후, 도 13의 (b)에 도시한 터치 판정 처리가 정기적으로 실행된다. 손가락이나 터치펜 등의 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않은 경우에는, 터치 판정 처리에서 제1 대상 용량 데이터(Vcom=Low)를 검출하여도, 제1 기준 용량 데이터(Vcom=Low)와의 차분은 모두 임계값 미만으로 된다. 혹은, 터치 판정 처리에서 제2 대상 용량 데이터(Vcom=Hi)를 검출하여도, 제2 기준 용량 데이터(Vcom=Hi)와의 차분은 모두 임계값 미만으로 된다. 이 때문에 터치가 없다고 판정된다.

이에 대하여, 도 14의 우측에 도시한 바와 같이 손가락이나 터치펜 등의 대상물이 화면에 접촉하고 있는 경우에는, 대상물의 접촉에 수반하여, 버튼 「A」 내의 해칭된 부분에 대하여 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값이 크게 변화한다. 이 때문에 터치 판정 처리에서, 제1 대상 용량 데이터(Vcom=Low)와 제1 기준 용량 데이터(Vcom=Low), 혹은 제2 대상 용량 데이터(Vcom=Hi)와 제2 기준 용량 데이터(Vcom=Hi)를 비교하면, 임계값을 초과하는 차분 데이터가 복수 검출된다. 이 때문에 터치가 있다고 판정된다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 따르면, 터치 판정 시에 비교하는 기준 용량 데이터와 대상 용량 데이터에 대하여 액정의 구동 상태(Vcom 레벨)를 동일하게 할 수 있다. 만약, 액정의 구동 상태의 차이를 고려하지 않은 경우, 기준 용량 데이터를 검출하였을 때의 액정의 구동 상태와, 대상 용량 데이터를 검출하였을 때의 액정의 구동 상태가 상이하면，Vcom 레벨이 상이하기 때문에 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값이 변하게 된다. 이 때문에 기준 용량 데이터와 대상 용량 데이터를 비교하여도 터치 판정을 정확하게 행할 수 없다. 이에 대하여, 본 실시 형태에 따르면, 액정의 구동 상태(Vcom 레벨)를 동일하게 함으로써, 액정의 구동 상태가 상이한 것에 기인하는 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값의 변화를 없앨 수 있다. 따라서, 터치 판정을 고정밀도로 행하는 것이 가능하게 된다.

<B : 제2 실시 형태>

다음으로, 도 15를 참조하여 제2 실시 형태에 따른 전기 광학 장치에 대하여 설명한다.

또한, 본 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 구성은, 도 1∼ 도 12를 참조하여 설명한 제1 실시 형태의 전기 광학 장치(10)와 대략 동일하기 때문에, 제1 실시 형태와 동일한 부호를 사용하는 것으로 한다. 또한, 제1 실시 형태와 공통되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 15의 (a)에 도시하는 초기화 처리를 개시하면, 제어 회로(200)는, 검출 회로(40) 및 각 센싱 회로(60)를 제어하여, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 기준 용량 데이터로서 제1 기억부 에 기억한다(스텝 S301). 이 스텝 S301은, 제1 실시 형태에서의 초기화 처리의 스텝 S101에 상당한다.

또한, 제1 실시 형태에서의 초기화 처리에서는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(제1 기준 용량 데이터)과, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(제2 기준 용량 데이터)의 양방을 검출하여 제1 기억부에 기억하고 있지만, 제2 실시 형태에서의 초기화 처리에서는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값만을 검출하고, 이것을 기준 용량 데이터로서 제1 기억부에 기억한다. 또한, 도 15의 (a)에 도시하는 초기화 처리는, 제1 실시 형태에서의 초기화 처리와 마찬가지로, 전원 투입 시나, 유저로부터의 기동 지시를 받았을 때, 혹은 표시 화상이 절환될 때, 소정의 시간 간격마다 실행된다. 이 초기화 처리에 의해, 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않은 기준 상태에서 검출된 1화면분의 용량값(Vcom=Low)이 기준 용량 데이터로서 제1 기억부에 기억된다.

다음으로, 도 15의 (b)에 도시하는 터치 판정 처리는, 터치 입력 기능이 온인 상태에서 정기적으로 실행된다. 터치 판정 처리가 개시되면, 우선, 제어 회로(200)는, 프레임 동기 신호가 하강하는 타이밍에서, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨 인지의 여부를 판정하고(스텝 S401), 이 판정을 공통 전위 Vcom이 로우 레벨로 될 때까지 반복한다. 그리고, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨로 되면(스텝 S401:예), 제어 회로(200)는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 대상 용량 데이터로서 제2 기억부에 기억한다(스텝 S402). 이 스텝 S402의 처리에 의해, 터치 입력 기능이 온인 상태에서 검출된 1화면분의 용량값(Vcom=Low)이 대상 용량 데이터로서 제2 기억부에 기억된다.

다음으로, 제어 회로(200)는, 제1 기억부로부터 기준 용량 데이터를 판독하고, 스텝 S402에서 검출된 대상 용량 데이터와의 차분을 산출한다(스텝 S403). 기준 용량 데이터와 대상 용량 데이터는，모두 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우에 검출된 1화면분의 용량값(m×n/3개)이다. 차분 데이터를 산출할 때에는, 1화면분의 용량값에 대하여, 동일한 센싱 회로(60)에서 검출된 용량값끼리가 비교되고, 전부해서 m×n/3개의 차분 데이터가 산출된다. 이 후, 제어 회로(200)는, 산출한 차분 데이터(m×n/3개)의 각각을 터치 판정용의 임계값과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 터치 판정을 행한다(스텝 S404).

본 실시 형태에 따르면, 기준 용량 데이터로서, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값만을 제1 기억부에 기억하면 되고, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면분의 용량값을 기억할 필요가 없다. 따라서, 제1 실시 형태의 경우에 비해, 제1 기억부의 기억 용량을 절반으로 줄일 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기준 용량 데이터와 대상 용량 데이터의 각각을 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 기간에서 검출하고, 양자의 차분에 기초하여 터치 판정을 행하는 경우에 대하여 설명하였지만, 기준 용량 데이터와 대상 용량 데이터의 각각을 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 기간에서 검출하고, 양자의 차분에 기초하여 터치 판정을 행하는 구성이어도 된다.

<C : 제3 실시 형태>

다음으로, 도 16을 참조하여 제3 실시 형태에 따른 전기 광학 장치에 대하여 설명한다.

또한, 본 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 구성은, 도 1∼ 도 12를 참조하여 설명한 제1 실시 형태의 전기 광학 장치(10)와 대략 동일하기 때문에, 제1 실시 형태와 동일한 부호를 사용하는 것으로 한다. 또한, 제1 실시 형태와 공통되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 16의 (a)에 도시하는 초기화 처리가 개시되면, 우선, 제어 회로(200)는, 검출 회로(40) 및 각 센싱 회로(60)를 제어하여, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 제1 기준 용량 데이터로서 제1 기억부에 기억한다(스텝 S501). 다음으로, 제어 회로(200)는, 검출 회로(40) 및 각 센싱 회로(60)를 제어하여, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 제2 기준 용량 데이터로서 제1 기억부에 기억한다(스텝 S502). 또한, 스텝 S501 및 S502는, 제1 실시 형태에서의 초기화 처리의 스텝 S101 및 S102와 마찬가지이다.

다음으로, 제어 회로(200)는, 제1 기준 용량 데이터와 제2 기준 용량 데이터의 평균값 데이터를 산출하고, 이것을 기준 용량 데이터로서 제1 기억부에 기억한다(스텝 S503). 제1 기준 용량 데이터는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우에 검출된 1화면분의 용량값(m×n/3개)이다. 또한, 제2 기준 용량 데이터는, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우에 검출된 1화면분의 용량값(m×n/3개)이다. 평균값 데이터를 산출할 때에는, 1화면분의 용량값에 대하여, 동일한 센싱 회로(60)에서 검출된 용량값끼리에서 평균을 취하여, 전부해서 m×n/3개의 평균값 데이터가 산출 된다.

또한, 도 16의 (a)에 도시하는 초기화 처리는, 제1 실시 형태에서의 초기화 처리와 마찬가지로, 전원 투입 시나, 유저로부터의 기동 지시를 받았을 때, 혹은 표시 화상이 절환될 때, 소정의 시간 간격마다 실행된다. 이 초기화 처리에 의해, 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않은 기준 상태에서의 평균값 데이터(m×n/3개)가 기준 용량 데이터로서 제1 기억부에 기억된다.

다음으로, 도 15의 (b)에 도시하는 터치 판정 처리는, 터치 입력 기능이 온인 상태에서 정기적으로 실행된다. 터치 판정 처리가 개시되면, 우선, 제어 회로(200)는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 제1 대상 용량 데이터로서 제2 기억부에 기억한다(스텝 S601). 다음으로, 제어 회로(200)는, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면분의 용량값(m×n/3개)을 검출하고, 이것을 제2 대상 용량 데이터로서 제2 기억부에 기억한다(스텝 S602).

다음으로, 제어 회로(200)는, 제1 대상 용량 데이터와 제2 대상 용량 데이터의 평균값 데이터를 산출하고, 이것을 대상 용량 데이터로서 제2 기억부에 기억한다(스텝 S603). 제1 대상 용량 데이터는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우에 검출된 1화면분의 용량값(m×n/3개)이다. 또한, 제2 대상 용량 데이터는, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우에 검출된 1화면분의 용량값(m×n/3개)이다. 평균값 데이터를 산출할 때에는, 1화면분의 용량값에 대하여, 동일한 센싱 회로(60)에서 검출된 용량값끼리에서 평균을 취하여, 전부해서 m×n/3개의 평균값 데이터가 산출 된다. 이 스텝 S603의 처리에 의해, 터치 입력 기능이 온인 상태에서의 평균값 데이터(m×n/3개)가 대상 용량 데이터로서 제2 기억부에 기억된다.

다음으로, 제어 회로(200)는, 제1 기억부로부터 기준 용량 데이터를 판독하고, 스텝 S603에서 산출된 대상 용량 데이터와의 차분을 산출한다(스텝 S604). 기준 용량 데이터는, 제1 기준 용량 데이터와 제2 기준 용량 데이터의 평균값 데이터(m×n/3개)이다. 또한, 대상 용량 데이터는, 제1 대상 용량 데이터와 제2 대상 용량 데이터의 평균값 데이터(m×n/3개)이다. 차분 데이터를 산출할 때에는, 1화면분의 평균값 데이터(용량값)에 대하여, 동일한 센싱 회로(60)에서 검출된 용량값끼리가 비교되어, 전부해서 m×n/3개의 차분 데이터가 산출된다. 이 후, 제어 회로(200)는, 산출한 차분 데이터(m×n/3개)의 각각을 터치 판정용의 임계값과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 터치 판정을 행한다(스텝 S605). 예를 들면, 제어 회로(200)는, 임계값을 초과하는 차분 데이터의 개수를 계수하고, 계수값이 소정값 이상인 경우에 터치가 있다고 판정하는 한편，합계 수치가 소정값 미만인 경우에 터치가 없다고 판정한다.

본 실시 형태에 따르면, 기준 용량 데이터와 대상 용량 데이터의 각각은, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값과, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면분의 용량값의 평균값으로 된다. 이와 같이 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우와 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 평균을 취함으로써, 기준 용량 데이터와 대상 용량 데이터에는, 액정의 구동 상태(Vcom 레벨)가 상이한 것에 기인하는 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값의 변화의 영향이 동일한 정도로 반영된다. 따라서, 기준 용량 데이터와 대상 용량 데이터를 비교함으로써 용량값의 변화의 영향을 배제할 수 있다. 또한, 평균을 취함으로써 노이즈를 줄일 수 있다. 따라서, 터치 판정을 고정밀도로 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제1 대상 용량 데이터(Vcom=Low)와 제2 대상 용량 데이터(Vcom=Hi)를 검출하는 시간 간격을 두면, 제1 대상 용량 데이터와 제2 대상 용량 데이터 중, 한쪽의 데이터는 대상물이 화면에 접촉하고 있지 않은 상태에서 검출되고, 다른 쪽의 데이터는 대상물이 화면에 접촉하고 있는 상태에서 검출되는 등의 상황이 발생한다. 이와 같은 경우, 터치의 유무를 정확하게 판정하는 것이 어렵게 되므로, N번째의 프레임과 이것에 계속되는 N+1번째의 프레임 등, 인접하는 2개의 프레임에서 제1 대상 용량 데이터와 제2 대상 용량 데이터를 검출하고, 그 평균값을 취하는 것이 바람직하다. 이것은, 제1 기준 용량 데이터(Vcom=Low)와 제2 기준 용량 데이터(Vcom=Hi)에 대해서도 마찬가지이다.

<D : 변형예>

본 발명은 전술한 각 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 이하의 변형이 가능하다. 또한，이하에 설명하는 변형예 중 2 이상의 변형예를 조합할 수도 있다.

(변형예 1)

전술한 각 실시 형태에서는, 공통 전위 Vcom의 로우 레벨과 하이 레벨을 1프레임마다 절환하는 경우에 대하여 설명하였지만, 예를 들면, 2프레임마다나 3프레임마다 공통 전위 Vcom의 로우 레벨과 하이 레벨을 절환하는 구성이어도 된다. 또 한, 인터레이스 주사의 경우에는, 예를 들면, 1필드마다나 4필드마다 공통 전위 Vcom의 로우 레벨과 하이 레벨을 절환할 수 있다.

(변형예 2)

전술한 각 실시 형태에서는, 「R」, 「G」, 「B」의 3개의 화소 회로 P마다 1개의 센싱 회로(60)를 구비하는 구성을 예시하였지만, 예를 들면, 1개의 화소 회로 P마다 1개의 센싱 회로(60)를 구비하는 구성이어도 된다. 이 경우, 화소 영역(100)에는, 전부해서 m×n개의 센싱 회로(60)가 구비되게 된다. 또한, 「R」, 「G」, 「B」의 3개의 화소 회로 P를 1개의 조 C로 한 경우에, 인접하는 복수의 조C마다 1개의 센싱 회로(60)를 구비하는 구성이어도 된다.

(변형예 3)

전술한 각 실시 형태에서는 V 반전 방식을 이용하여 액정을 교류 구동하는 경우에 대하여 설명하였지만, H 반전 방식이나 S 반전 방식의 경우에도 본 발명을 적용 가능하다. 단，H 반전 방식에서는, 주사선(102)(행)마다 액정(57)에 인가되는 전압의 극성이 반전된다. 또한，S 반전 방식에서는, 데이터선(104)(열)마다 액정(57)에 인가되는 전압의 극성이 반전된다.

따라서, H 반전 방식의 경우에는, 기준 용량 데이터나 대상 용량 데이터를 검출할 때에, 홀수행과 짝수행의 Vcom 레벨을 조사하고, 예를 들면, 홀수행이 로우 레벨이고 짝수행이 하이 레벨이었던 경우에는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값으로서, 홀수행에 위치하는 모든 센싱 회로(60)로부터 얻은 m×n/3/2개의 용량값을 사용하는 한편, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면 분의 용량값으로서, 짝수행에 위치하는 모든 센싱 회로(60)로부터 얻은 m×n/3/2개의 용량값을 사용하면 된다. 또한，1개의 화소 회로 P마다 1개의 센싱 회로(60)를 구비하고 있고, 또한 S 반전 방식을 채용하고 있는 경우에는, 홀수열과 짝수열의 Vcom 레벨을 조사하고, 예를 들면, 홀수열이 로우 레벨이고 짝수열이 하이 레벨이었던 경우에는, 공통 전위 Vcom이 로우 레벨인 경우의 1화면분의 용량값으로서, 홀수열에 위치하는 모든 센싱 회로(60)로부터 얻은 m×n/2개의 용량값을 사용하는 한편, 공통 전위 Vcom이 하이 레벨인 경우의 1화면분의 용량값으로서, 짝수열에 위치하는 모든 센싱 회로(60)로부터 얻은 m×n/2개의 용량값을 사용하면 된다.

(변형예 4)

도 17은 본 변형예에 따른 화소 회로 P와 센싱 회로(60)의 구조를 도시하는 평면도이다. 본 변형예에 따른 센싱 회로(60)에서는, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 서로 다른 층으로 형성되어 서로 대향하도록 배치된다. 도 18은 도 17에 도시하는 B-B'선으로부터 본 단면도이다. 도 18에 도시한 바와 같이 제3 절연층 Fa3의 면 상에는 제2 전극(65)이 설치된다. 이 제2 전극(65)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 컨택트홀 CH3을 통하여 도전층(116)과 도통한다. 또한, 제2 전극(65)은 제4 절연층 Fa4에 의해 덮여진다. 제4 절연층 Fa4의 면 상에는, 제1 전극(64)이 제2 전극(65)과 대향하도록 설치된다.

도 17에 도시한 바와 같이, 제1 전극(64)에는, 제1 전극(64)과 제2 전극(65) 사이에서 발생하는 전계를 통과시키기 위한 슬릿(68)이 형성된다. 도 19는, 도 17에 도시하는 C-C'선으로부터 본 단면도이다. 도 19에 도시한 바와 같이, 제1 전 극(64) 및 제2 전극(65)과, 제1 전극(64)과 제2 전극(65) 사이에 발생하는 전계가 인가되는 액정(57)으로 복수의 용량 Clm이 구성된다. 제1 실시 형태와 마찬가지로 이들 복수의 용량 Clm로, 센싱 회로(60)에서의 접촉 검출용 용량 소자 Cl이 구성된다.

본 변형예에서는, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 서로 다른 층으로 형성되어 서로 대향하도록 배치되기 때문에, 제2 전극(65)으로부터 슬릿(68)을 통하여 제1 전극(64)에 이르는 전계, 또는, 제1 전극(64)으로부터 슬릿(68)을 통하여 제2 전극(65)에 이르는 전계는, 전술한 제1 실시 형태와 같이 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 동일한 층으로 형성되는 경우에 비해, 기판에 수직한 방향의 성분을 많이 포함하고 있다. 따라서, 제1 전극(64)과 제2 전극(65) 사이에서 발생하는 전계에 의해, 액정 분자가 제1 실시 형태의 경우보다도 비스듬하게 기운다. 이와 같이 액정 분자가 비스듬하게 기운 상태에서 화면이 압압되면, 액정 분자가 기판에 대하여 수평한 상태에서 화면이 압압되는 경우에 비해, 액정 분자의 배향이 변화되기 쉽다. 따라서, 본 변형예에 따르면, 접촉 시와 비접촉 시의 용량값의 변화량 ΔClc를 제1 실시 형태의 경우에 비해 크게 할 수 있기 때문에, 센싱 회로(60)의 검출 감도를 높일 수 있다.

또한, 도 17에 도시한 바와 같이, 센싱 회로(60)에서의 제1 전극(64)과, 화소 회로 P에서의 공통 전극(55)은 동층으로 형성된다. 또한, 센싱 회로(60)에서의 제2 전극(65)과, 화소 회로 P에서의 화소 전극(53)은 동층으로 형성된다. 따라서, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 센싱 회로(60)와 화소 회로 P를 동일한 제조 프로세 스에서 동시에 제조할 수 있어, 액정 패널의 제조가 용이해진다.

(변형예 5)

도 20은 본 변형예에 따른 화소 회로 P와 센싱 회로(60)의 구조를 도시하는 평면도이다. 본 변형예에 따른 센싱 회로(60)에서는, 변형예 4의 경우와 마찬가지로 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 서로 다른 층으로 형성되지만, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)의 각각이 빗살 형상으로 형성되는 점, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 서로 맞물리도록 배치되는 점, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)에서 서로 겹치는 부분이 존재하지 않는 점에서, 전술한 변형예 4의 구성과 상이하다. 그 밖의 구성은 변형예 4의 구성과 동일하므로, 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략한다.

도 21은, 도 20에 도시하는 D-D'선으로부터 본 단면도이다. 본 변형예에서는, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)에서 서로 겹치는 부분이 존재하지 않도록 함으로써, 변형예 4의 경우에 비해, 용량 Clm을 구성하는 전극의 면적을 작게 하고 있다. 즉, 용량 Clm의 용량값을 변형예 4의 경우에 비해 작게 할 수 있다. 전술한 수학식 1로부터도 명백해지는 바와 같이, 접촉 검출용 용량 소자 Cl의 용량값 Clc가 작을수록, 접촉 시와 비접촉 시의 전위 변화량 ΔVA를 크게 할 수 있기 때문에, 센싱 회로(60)의 검출 감도를 높일 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)의 각각이 빗살 형상으로 형성되어 서로 맞물리도록 배치된다. 따라서, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 서로 근접하는 부분을 보다 많이 확보할 수 있다. 즉, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)의 양방이 사각형으로 형성되는 구성에 비해, 전계가 인가되는 면적이 크다. 따라서, 액정 분자의 배향이 변화되기 쉬워지므로, 접촉 시와 비접촉 시의 용량값의 변화량 ΔClc을 크게 할 수 있어, 센싱 회로(60)의 검출 감도를 높일 수 있다. 또한, 도 20에 도시한 바와 같이, 센싱 회로(60)에서의 제1 전극(64)과, 화소 회로 P에서의 공통 전극(55)은 동층으로 형성된다. 또한, 센싱 회로(60)에서의 제2 전극(65)과, 화소 회로 P에서의 화소 전극(53)은 동층으로 형성된다. 따라서, 센싱 회로(60)와 화소 회로 P는 동일한 제조 프로세스에서 동시에 제조할 수 있어, 액정 패널의 제조가 용이해진다.

또한, 도 20에 도시한 바와 같이, 본 변형예에서는, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)에서 서로 겹치는 부분이 존재하지 않는 구성을 예시하였지만, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)에서 서로 겹치는 부분이 존재하는 구성으로 하여도 된다. 이 경우, 용량 Clm을 구성하는 전극의 면적을 작게 하기 위해서는, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 서로 겹치는 부분의 면적을, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)이 서로 겹치지 않는 부분의 면적보다도 작게 할 필요가 있다.

(변형예 6)

제1 실시 형태 및 변형예 5에서는, 제1 전극(64)과 제2 전극(65)의 각각은, 빗살 형상으로 형성되어 서로 맞물리도록 배치되는 구성을 예시하였지만, 예를 들면, 제1 전극(64)을 빗살 형상으로 함과 함께 제2 전극(65)을 사각형으로 하여, 양자가 서로 맞물리도록 배치하는 구성으로 하여도 된다. 또한, 양방의 전극이 사각형인 구성으로 하여도 된다.

<E : 전자 기기>

다음으로, 전술한 어느 하나의 실시 형태 또는 변형예에 따른 전기 광학 장치(10)를 적용한 전자 기기에 대하여 설명한다.

도 22에, 전기 광학 장치(10)를 적용한 모바일형의 퍼스널 컴퓨터의 구성을 도시한다. 퍼스널 컴퓨터(2000)는, 전기 광학 장치(10)와 본체부(2010)를 구비한다. 본체부(2010)에는, 전원 스위치(2001)와 키보드(2002)가 설치되어 있다.

도 23에, 전기 광학 장치(10)를 적용한 휴대 전화기의 구성을 도시한다. 휴대 전화기(3000)는, 전기 광학 장치(10)와, 조작 버튼(3001)과, 스크롤 버튼(3002)을 구비한다. 스크롤 버튼(3002)을 조작함으로써, 전기 광학 장치(10)에 표시되는 화면이 스크롤된다.

도 24에, 전기 광학 장치(10)를 적용한 휴대 정보 단말기(PDA : Personal Digital Assistants)의 구성을 도시한다. 휴대 정보 단말기(4000)는, 전기 광학 장치(10)와, 조작 버튼(4001)과, 전원 스위치(4002)를 구비한다. 조작 버튼(4001)을 조작함으로써, 주소록이나 스케줄부 등의 각종 정보가 전기 광학 장치(10)에 표시된다.

또한, 본 발명에 따른 전기 광학 장치가 적용되는 전자 기기로서는, 도 22∼도 24에 도시하는 것 외에, 디지털 스틸 카메라, 카 네비게이션 장치, 텔레비전, 비디오 카메라, 전자 수첩, 전자 페이퍼, 워드 프로세서, 워크스테이션, POS 단말기, 프린터, 스캐너, 복사기, 자동 판매기 등을 들 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 구성을 도시하는 블록도.

도 2는 센싱 회로의 구성을 도시하는 회로도.

도 3은 센싱 회로의 동작을 도시하는 타이밍차트.

도 4는 리세트 기간에서의 센싱 회로의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 5는 센싱 기간에서의 센싱 회로의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 6은 판독 기간에서의 센싱 회로의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 7은 화소 회로와 센싱 회로의 구체적인 구조를 도시하는 평면도.

도 8은 도 7에 도시하는 A-A'선으로부터 본 단면도.

도 9는 대상물이 화면에 접촉하였을 때의 상태를 도시하는 도면.

도 10은 화상을 표시할 경우의 전기 광학 장치의 동작을 도시하는 타이밍차트.

도 11은 프레임 기간과, 액정에 인가되는 전압의 극성의 관계를 도시하는 도면.

도 12는 1화면분의 용량값을 검출하는 기간을 나타내는 타이밍차트.

도 13은 제1 실시 형태에 따른 초기화 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트(도 13의 (a))와, 제1 실시 형태에 따른 터치 판정 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트(도 13의 (b)).

도 14는 기준 용량 데이터를 검출하는 경우와 대상 용량 데이터를 검출하는 경우의 화면의 상태를 도시하는 도면.

도 15는 제2 실시 형태에 따른 초기화 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트(도 15의 (a))와, 제2 실시 형태에 따른 터치 판정 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트(도 15의 (b)).

도 16은 제3 실시 형태에 따른 초기화 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트(도 16의 (a))와, 제3 실시 형태에 따른 터치 판정 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트(도 16의 (b)).

도 17은 변형예 4에 따른 화소 회로와 센싱 회로의 구조를 도시하는 평면도.

도 18은 도 17에 도시하는 B-B'선으로부터 본 단면도.

도 19는 도 17에 도시하는 C-C'선으로부터 본 단면도.

도 20은 변형예 5에 따른 화소 회로와 센싱 회로의 구조를 도시하는 평면도.

도 21은 도 20에 도시하는 D-D'선으로부터 본 단면도.

도 22는 본 발명에 따른 전자 기기의 구체예를 도시하는 사시도.

도 23은 본 발명에 따른 전자 기기의 구체예를 도시하는 사시도.

도 24는 본 발명에 따른 전자 기기의 구체예를 도시하는 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전기 광학 장치

40 : 검출 회로

200 : 제어 회로

Sf : 극성 신호

400 : Vcom 검출 회로

11 : 제1 기판

12 : 제2 기판

50 : 액정 소자

53 : 화소 전극

55 : 대향 전극

57 : 액정

60 : 센싱 회로

64 : 제1 전극

65 : 제2 전극

Cl : 접촉 검출용 용량 소자

Clm : 용량

Cr : 기준 용량 소자

T : 검출 신호

It : 검출 전류

100 : 화소 영역

102 : 주사선

104 : 데이터선

P : 화소 회로

G : 주사 신호

VD : 데이터 전위

Vcom : 공통 전위

Claims (12)

1. 화상을 표시하는 화면과,

   서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과,

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과,

   상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출부와,

   상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부와,

   상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호의 크기를 기준 데이터로서 기억하는 제1 기억 수단과,

   접촉의 유무를 판정하는 상태에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호의 크기를 대상 데이터로서 기억하는 제2 기억 수단과,

   상기 제1 기억 수단으로부터 판독한 상기 기준 데이터와 상기 제2 기억 수단으로부터 판독한 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하는 차분 데이터 생성 수단과,

   상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하는 판정 수단

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정 주기로 절환하는 구동 수단과,

   상기 제1 기억 수단으로부터 판독한 상기 기준 데이터에 대응하는 상기 액정의 구동 상태와, 상기 제2 기억 수단으로부터 판독한 상기 대상 데이터에 대응하는 상기 액정의 구동 상태가 동일하게 되도록, 상기 제1 기억 수단 및 상기 제2 기억 수단에의 기입 및 판독을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제어 수단은,

   상기 제1 기억 수단에, 상기 제1 구동 상태에서 검출된 상기 기준 데이터와 상기 제2 구동 상태에서 검출된 상기 기준 데이터를 기억시키고,

   상기 제2 기억 수단에, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태 중 어느 한쪽의 구동 상태에서 검출된 상기 대상 데이터를 기억시키고,

   상기 차분 데이터 생성 수단에, 상기 제2 기억 수단으로부터 상기 한쪽의 구동 상태의 상기 대상 데이터를 판독하여 공급함과 함께, 상기 제1 기억 수단으로부 터 상기 한쪽의 구동 상태에 대응하는 상기 기준 데이터를 판독하여 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제어 수단은,

   상기 제1 기억 수단에, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태 중 어느 한쪽의 구동 상태에서 검출된 상기 기준 데이터를 기억시키고,

   상기 제2 기억 수단에, 상기 한쪽의 구동 상태에서 검출된 상기 대상 데이터를 기억시키는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정 주기로 절환하는 구동 수단과,

   상기 제1 구동 상태에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호의 크기와, 상기 제2 구동 상태에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호의 크기와의 평균을 평균 데이터로서 산출하는 산출 수단을 구비하고,

   상기 제1 기억 수단은, 상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서 의 상기 평균 데이터를 상기 기준 데이터로서 기억하고,

   상기 제2 기억 수단은, 접촉의 유무를 판정하는 상태에서의 상기 평균 데이터를 상기 대상 데이터로서 기억하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 산출 수단은, 인접하는 2개의 상기 소정 주기의 각각에서 상기 정전 용량 검출부가 출력한 상기 검출 신호를 이용하여 상기 평균 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동 수단은, 상기 소정 주기로서, 프레임 주기 또는 필드 주기의 자연수배로, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태를 절환하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
8. 제1항의 전기 광학 장치를 구비한 전자 기기.
9. 화상을 표시하는 화면과, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과, 상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출부와, 상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하 여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부를 구비하는 전기 광학 장치에서, 상기 정전 용량 검출부를 이용하여 상기 화면에 대상물이 접촉한 것을 검출하는 접촉 검출 방법으로서,

   상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 기준 데이터로서 기억하고,

   접촉의 유무를 판정하는 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 대상 데이터로서 기억하고,

   상기 기준 데이터와 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하고,

   상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하는

   것을 특징으로 하는 접촉 검출 방법.
10. 화상을 표시하는 화면과, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과, 상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출부와, 상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부와, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따 른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정주기로 절환하는 구동 수단을 구비하는 전기 광학 장치에서, 상기 정전 용량 검출부를 이용하여 상기 화면에 대상물이 접촉한 것을 검출하는 접촉 검출 방법으로서,

    상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 기준 데이터로서 취득하고, 상기 제1 구동 상태에서 취득된 상기 기준 데이터와 상기 제2 구동 상태에서 취득된 상기 기준 데이터를 기억하고,

    접촉의 유무를 판정하는 상태에서, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태 중 어느 한쪽의 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 대상 데이터로서 취득하여 기억하고,

    상기 한쪽의 구동 상태의 상기 대상 데이터를 판독하고, 상기 한쪽의 구동 상태에 대응하는 상기 기준 데이터를 판독하고, 판독한 상기 기준 데이터와 판독한 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하고,

    상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하는

    것을 특징으로 하는 접촉 검출 방법.
11. 화상을 표시하는 화면과, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과, 상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출 부와, 상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부와, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정주기로 절환하는 구동 수단을 구비하는 전기 광학 장치에서, 상기 정전 용량 검출부를 이용하여 상기 화면에 대상물이 접촉한 것을 검출하는 접촉 검출 방법으로서,

    상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서, 상기 제1 구동 상태와 상기 제2 구동 상태 중 어느 한쪽의 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 기준 데이터로서 취득하여 기억하고,

    접촉의 유무를 판정하는 상태에서, 상기 한쪽의 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기를 대상 데이터로서 취득하여 기억하고,

    상기 기준 데이터와 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하고,

    상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하는

    것을 특징으로 하는 접촉 검출 방법.
12. 화상을 표시하는 화면과, 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정과, 상기 액정, 제1 전극 및 제2 전극에 의해 형성되는 용량의 값에 따른 크기의 검출 신호를 출력하는 정전 용량 검출부와, 상기 액정, 제3 전극 및 제4 전극을 구비하고, 상기 액정의 투과율을 제어하여 상기 화면에 화상을 표시시키는 표시부와, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극에 전위를 공급하여 상기 액정의 배향 상태를 제어하고, 그 액정의 구동 상태로서, 상기 제3 전극에 제1 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 표시할 계조에 따른 데이터 전위를 인가하는 제1 구동 상태와, 상기 제3 전극에 제2 고정 전위를 인가함과 함께, 상기 제4 전극에 상기 데이터 전위를 인가하는 제2 구동 상태를 소정주기로 절환하는 구동 수단을 구비하는 전기 광학 장치에서, 상기 정전 용량 검출부를 이용하여 상기 화면에 대상물이 접촉한 것을 검출하는 접촉 검출 방법으로서,

    상기 제1 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기와, 상기 제2 구동 상태에서의 상기 검출 신호의 크기와의 평균을 평균 데이터로서 산출하고,

    상기 화면에 대상물이 접촉하고 있지 않은 상태에서의 상기 평균 데이터를 기준 데이터로서 기억하고,

    접촉의 유무를 검출하는 상태에서의 상기 평균 데이터를 대상 데이터로서 기억하고,

    상기 기준 데이터와 상기 대상 데이터와의 차분을 차분 데이터로서 생성하고,

    상기 차분 데이터에 기초하여, 상기 화면에 대상물이 접촉하였는지의 여부를 판정하는

    것을 특징으로 하는 접촉 검출 방법.

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